篇章垂直构件b

概述基础是建筑物的垂直承重构件延伸至地基的部分，而地基则是支撑整个建筑物的那部分天然土层。地基分为天然地基和人工地基。凡是天然土层具有足够的承载力，不需经过人工加固，可直接在其上建造房屋地称为天然地基。天然地基地基土分为五类，分别为：岩石、碎石土、砂土、粘性土、人工填土。当土层的承载力较差或虽然土层较好，但上部荷载较大时，为使地基具有足够的承载能力，可对土层进行人工加固，这种经过人工加工过的土层，称为人工地基。常用的人工加固方法有压实法（致密法）、换土法和桩基。

§2.2.2基础与地基（Section2.Basement&foundation）地基的状况指土层的分布和特性、持力层的位置和地耐力以及地下水位的高低、冬季是否冻胀等等。

（一）持力层和地耐力持力层是直接放置基础底面的地层。也就是直接承受建筑荷载的土层。持力层以下的土层为卧层。其每平方米所能承受的最大压力称为地耐力。工程上选用承载力高、变形小、分布均匀的地层作为持力层。地基的地耐力也影响基础底面的宽度及其选用的材料和构造形式。从工程造价上看，一般4、5层民用建筑，其基础造价约占总造价的10%～20%。一、地基状况对建筑物的影响

（Thefoundationsituationeffectingtothebuilding）土的基本构成是固体颗粒、水以及空气。其具体的物质特性和相互配比及关联决定土层的物理性质。地基土层的分布情况会造成基础的特殊处理，例如基地局部有暗滨通过可能带来的建筑物不均匀沉降等等。（二）土层的分布和特性

（三）地下水位的高低地下水位不但影响地基开挖后的施工条件，而且还可能对建筑物基础产生腐蚀作用。基础最好埋在最高地下水位以上，不可能时则应将基础底面埋在最低地下水位以下200mm的地方，并对基础材料选用必要的措施来避免其受侵蚀。对水结冰的特点是冻胀。其冰冻深度的临界线成为冰冻线。建筑物应避开其上冻的影响。基础埋深一般考虑埋在冰冻线下200mm图2.2.2.1基础的埋深除不埋基础外，指室外设计地面到基础底面的距离，一般不小500mm。（四）冰冻线的影响天然地基的状况如果不能完全满足支承建筑物的需求，则应对其进行人工处理，或称人工地基。其基本方法有：

（一）换土对上部荷载较小，基础埋深较浅的地基，可将表面软土挖去，换上砂、碎石或强度较高的土作为持力层。（二）致密

1.机械法致密包括机械压实、重锤夯实、强夯夯实和机械振实。适用于填土、砂土和某些粘性土。图2.2.2.2、图2.2.2.3二、天然地基的改良

（Naturefoundationimproving）天然地基的改良

2.挤压法致密向柔软或松散土中打或压入钢管，或者用水冲成孔，然后注入砂、石或土（俗称砂桩、碎石庄或灰土桩），以将土层挤压密实。适用于砂土、粉砂和某些粘性土。

3.排水法致密排水法致密是指预先对地基加载，使土层孔隙中的水排出，达到紧密和减少房屋建成后的沉降。适用与较厚的淤泥土等。（三）化学加固在土层中注入某些化学物质或胶结剂，例如：水泥砂浆、生石灰、水玻璃等，可以使土粒胶结起来，达到加固的目的。化学物质的诸如方法有高压喷射、深层搅拌及粉喷搅拌。天然地基的改良振动夯实施工现场三、基础的构造形式（Theconstructionformofthebasement）1.按基础的形式分类基础的类型按其形式不同可分为条形基础、独立基础和联合基础。其中条形基础也叫带形基础。联合基础类型较多，常见的有柱下条形基础、柱下十字交叉基础（井个式基础）、片筏式基础（满堂基础）、箱形基础。2.按基础的材料分类按基础的材料不同可分：砖基础、石基础、混凝土基础、毛石混凝土基础、钢筋混凝土基础等。3.按基础的传力情况分类按基础的传力情况不同可分为：刚性基础、柔性基础（非刚性基础）。

（一）影响基础形式的因素首先受其上部结构的影响，例如：砖混房屋的墙下基础可采用砖砌条基；钢筋混凝土框架结构的柱下基础则采用钢筋混凝土独立基础等。基础形式还与上部荷载、地基特性、施工条件及经济可能性等因素有关。例如：高层建筑常采用桩基或箱形基础等。

（二）基础断面的常用形式

（Thenormalformsofthebasementsection）

1.刚性基础的断面由砖、石、素混凝土、灰土等刚性材料制作的基础称为刚性基础。其底部扩大方式依施工特点分别为阶梯（砖、石）和锥形（素钢筋混凝土）。刚性角是基础扩大线与地基法线的夹角，也就是基础放宽的引线与墙体垂直线之间的夹角。刚性角用基础放阶的级宽与级高的比值来表示。因刚性基础抗剪及抗弯的性能较差，所以为了防止基础底部在受到地基的反作用力时边缘破坏失效，必须将其扩大的程度控制在一定的范围内，这个范围称为刚性角。基础的底宽应根据材料的刚性角来决定。

2.非刚性基础的断面由钢筋混凝土这样的非刚性材料制作的基础称为非刚性基础。其断面为锥形，也可作成薄壳。因其抗弯、抗剪性能大大优于刚形基础，因而底部扩大不受刚性角限制。图2.2.2.5

1.独立基础（Independencebasement)（三）基础构造类型

(Basementconstructiontypes)用于柱下。除现浇外，尚可作成杯口，插入预制柱。为避免不均匀沉降，各独立基础间应在纵、横向用地梁拉结。图2.2.2.6独立基础施工现场

2.条形基础

(Strip-formbasement)分为墙下条基及柱下条基。墙下条基是承重体系墙体的基础，沿墙的全长设置，作为传力系统的一部分。柱下条基是在地基较弱，柱距较小或部分框架的情况下将柱下基础连在一起（或与墙基相连）以对抗不均匀沉降的措施（图2.2.2.7）

3.井格基础

(Check-formbasement)框架结构的柱下条基在纵横向都连结起来，就形成井格状的条基，也称井格条基，其更有利于提高基础的整体性。图2.2.2.8

4.片筏基础（满堂基础）(Raft-formbasement)基础的底部需扩大至几乎连成片时，则索性将其作成一块整板，使上部结构好象支撑在一片筏上。这片筏可以分成板式或梁板式，有时还可用作浅基础图2.2.2.9

5.箱形基础

(Box-formbasement)多用于高层建筑或在软弱地基上建造的重型建筑物，或有地下室要求的建筑物。箱形基础由上下底板和四周及中间部分纵横墙形成箱形的整体。其空间刚度大，承载力强，对抗不均匀沉降也非常有利。图2.2.2.10通过桩和桩顶处的连接承台将上部较大的荷载传至深层较为坚硬的地基中去，多用于高层建筑或需严格控制倾斜的建筑。桩基又可分为摩擦桩和端承桩图2.2.2.11图2.2.2.12为一些工地基础工程的实景照片。6.桩基础

(Columnbasement)许多设备管线如水、电、煤气等会有进线或出线需要在室外地面下一定的标高进入或引出建筑物，它们通常会和建筑物与基础交叉。为了避免因为建筑物的沉降对这些管线产生不良的剪切作用，基础在遇有设备管线穿越的部位必须预留管道孔，管道孔的大小应考虑基础沉降的因素，留有足够的余地。其做法可以是预埋金属套管、特制钢筋混凝土预制块或是砌水平的管井（图2.2.2.13）。四、设备管线对基础的影响

(Theequipmentpipeseffectingtothebasement)一、研究路径(Researchpath)（1）门窗不是承重构件，一般用作围护构件或分隔构件，其上部的构件的自重及所承受的荷载应采取构造措施由门窗两边的构件承担。（2）门窗的功能主要是采光、通风和通行，因而除了固定扇外，都需要开启和关闭。这除了带来联结上的构件问题外，还形成了缝隙。门窗的缝隙是透风、渗水和窜烟火的薄弱环节，是进行构造处理的重点所在。（3）门窗的经常开启和关闭还造成了震动以及变形，相关的节点需作特殊处理。（4）由于采光和开启的需要，门窗多由轻、薄、透明的材料制成。作为围护或分隔构件，门窗往往是隔热、保温和隔声的薄弱环节。§2.2.3门窗(Section3.doors–windows)按其开启方式分，例如平开门、折叠门、推拉门、卷帘门、弹簧门、平开窗、上悬窗、中悬窗、立转窗、固定窗等。见教材P64图2.2.3.1按其主要制作材料分，例如:木门窗、钢门窗、铝合金门窗、塑料门窗等。按其形式和制造工艺分，例如带玻璃镶板门、纱门、实拼门、夹板门、玻璃窗、百叶窗等。见教材P64图2.2.3.2如果讨论对门窗的特殊需要，则除了普通门窗外，还有防火门、隔声门、保温门、防盗门等。二、门窗的种类

(Thekindsofthedoors-windows)

（一）门窗的构成门窗通常是由门窗框、门窗扇和五金件组合而成的。

1.门窗框是门窗固定的部分;2.门窗扇是门窗可供开启的部分，

3.五金件则联接、控制、固定门窗的不同部分以及门窗和建筑的其他部分。

见教材P66图2.2.3.3在构成门窗的各个部件中，门窗扇构造是最复杂的。其次，强度和刚度的要求也是必须考虑的。还有诸如防水、防火、保温、隔热、隔声等，都需要选用合适和相应合理的构造断面来配合解决。三、门窗的构成(Componentofthedoors-windows)

（二）构成门窗各部分的专业名称（Theformalnameofthedoor-windowcomponents

）构成门窗各部分的专业名称，主要沿用传统的木制门窗的叫法。（1）门窗框：两边的垂直构件称之为边框，水平构件则依次称之为上槛、中槛、下槛。门窗框上一般需要有突出的构件或部分来控制门窗扇关闭的位置或开启时的角度，这样的部分称之为止口条。止口条可以是附加构件，也可是在加工门窗框时预先通过改动构件的断面制成的。（2）门窗扇：门扇主要有两类形式，分别为外露骨架的拼板门、镶玻璃或镶板门以及将骨架包在内部的夹板门。对前者而言，两边的垂直构件称之为边挺，水平构件则依次分别称之为上冒头、中冒头和下冒头，镶入的板称之为门芯板。后者构造较简单，主要是内骨架和面板。窗扇因为采光的原因，绝大部分是镶玻璃的，其各部分名称一如镶玻璃门；有少数窗例如百叶窗，其芯板成角度分块插入，中间留有空隙，起遮挡光线但通风的作用[图2.2.3.3（d）]。（3）门窗五金：门窗五金的种类很多，主要有铰链（又称合叶）、插销、拉手、转轴、滑轮、门掣、开窗器、窗钩、锁等等。图2.2.3.4

（4）附加部分：有一些与门窗有关的附加部分在门窗的防水、防风等方面起着重要的作用，例如图2.2.3.3（b）中的披水、图2.2.3.20中的密封条等等；另有一些附加部分虽然应该属于装修构件，但与门窗的关系密切，例如窗台板、贴脸、门窗套等等，它们除了有保护墙脚使不易受损及易于清洁外，主要还用于遮盖门窗框与墙体之间的缝，掩盖因门窗经常开启时的震动拉裂这中间的粉刷而造成的不良观感[图2.2.3.3（c）]。门窗的开启线分为平面和立面上的两种，其中立面上的那种是标注在外立面上的，也就是从建筑物的外部观察门窗的开启方向。一般来说，平面上的开启线比较直观。而立面上的开启线则有所不同，细实线表示朝外开而虚线表示朝里开，线段交叉的地方是门窗开启时转动轴的位置所在（图2.2.3.5）。

四、门窗的开启线（Theopenlineofthedoor-window）五、门窗开启方式与组织室内气流的关系（Therelationbetweenthedoor-windowopeningformandinneraircurrentorganization）中悬窗和上悬窗主要是起换气的作用，如图2.2.3.6，常用在公共走道、楼梯间、卫生间等处所。平开窗可以得到最大的通风面积，但在侧风的情况下，外开窗只能将窗开至90°，有可能因部分遮挡而影响进风，不如内开窗的好，但内开窗占用室内空间，还易产生碰撞等不良后果。开窗能开启到180°，就可以收到较好的效果（图2.2.3.7）。立轴旋转的窗可以任意调节窗扇与风入射角的相对位置，并在窗扇的两侧都留有进风口，是导风好的窗型[图2.2.3.8（a,b）]。推拉窗虽然进风面积小，但可以将入射角非常小的风也导入室内，是采用相当广泛的窗型（图2.2.3.9）。

六、门窗安装

（一）门窗框的安装

（Theinstallationofthedoor-windowframe）木门窗框的安装可用立樘或塞樘。塞樘的门窗框比洞口每边约小10～20mm。沥青麻丝塞缝图2.2.3.10、图2.2.3.11窗框的安装位置实腹钢门窗框安装实腹钢门窗在四周墙及过梁上开洞或挖槽，每500～700mm装一开脚铁件，一面用螺钉与门窗框拧紧，一边用水泥砂浆灌缝。图2.2.3.12

铝合金门窗框安装铝合金门窗和塑钢门窗与洞口周边墙应弹性连接，用泡沫塑料条或油毡卷条嵌缝，并用密封膏来封实图2.2.3.13（二）门窗扇的安装（Theinstallationofthedoor-windowsash）门窗扇的安装一般用铰链与门窗框联接，也有用转轴或滑轮联接的。图2.2.3.14、15、16、17将分别介绍常用的无框玻璃平开门、悬挂推拉门、悬挂折叠门和可以翻转的窗扇做法。（三）常用门窗类型

1.弹簧门弹簧门的开启方式与普通平开门相同，所不同的是以弹簧铰链代替普通铰链，借助弹簧的力量使门扇能向内、向外开启，并经常保持关闭。弹簧门使用方便，美观大方，广泛应用于商店、学校、医院、办公和商业大厦。为避免人流相撞，门扇或门扇上部应镶嵌玻璃。

2.推拉门推拉门开启时通常为单扇或多扇，也可做成双轨多扇或多轨多扇，开启时可隐于墙内或挂于墙外。根据轨道的位置，推拉门可为上挂式和下滑式。当门扇高度小于4m时一般为上挂式；大于4m使用下滑式。推拉门应设导向装置。推拉门开启时不占用空间受理合理，不易变形，但关闭时难于严密，构造以较复杂。

3.折叠门、转门可分为推拉式折叠门和侧挂式折叠门。有多扇门构成，每扇门宽度500～1000mm一般以600mm为宜，适用于宽度较大的洞口。折叠门开启时占用空间少，但构造复杂，一半用于商业建筑的门，或公共建筑中作灵活分隔空间用。转门由两个固定的弧形门套和垂直旋转的门扇组成。专门对隔绝室外气流有一定作用。但不能作为疏散门。

4.卷帘门门扇由一块块金属片条或木板条组成，分页片式和空格式。卷帘门开启时不占室内外空间，适用于频繁开启的高大洞口。但制作比较复杂，造价较高，多用于商业建筑外门和厂房大门。

5.固定窗、旋窗、推拉窗固定窗的玻璃直接固定在窗框上，可供采光和眺望之用，不能通风。固定窗构造简单，密闭性好，多与门亮子和开起窗配合使用。悬窗根据铰链和转轴位置不同可分为：上悬窗、中悬窗和下悬窗。推拉窗分为水平推拉和垂直推拉两种。推拉窗开启时不占用室内空间，窗扇受力状态好，是与安装大玻璃，通常用于金属及塑料窗。

七、门窗缝构造

（Theconstruct